Способ извлечения полезных ископаемых из мощных подземных формаций через скважины и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к разведке и разработке песчано-глинистых месторождений. Цель изобретения - снижение потерь полезного ископаемого в выемочной камере за счет дезинтеграции некондиционных пусков отбитого полезного ископаемого. Устройство представляет собой гидродобычный агрегат 1, армированный тонкостенными полиэтиленовыми трубами 2. Внешняя поверхность труб 2 выполнена в виде гибких элементов 3 и 4. Тонкостенные трубы 2 установлены соосно с гидродобычным агрегатом 1 с возможностью совместного вращения и возвратно-поступательного движения. При реализации способа пласт полезного ископаемого вскрывают центральной и фланговыми скважинами с перебуром в подстилающие3 J X X•^^ >&*'feУ/////y/^о •xjел ю/<М.111/^/ZZ /~

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (и)5 Е 21 С 45/00

Э

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 4

О

Ql ) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4835075/03 (22) 20.04.90 (46) 07.02.92. Бюл. М 5 (71) Специальное конструкторское бюро

Производственного,объединения "Дальморгеология" (72) Э.И. Черней, А.Г. Грановский, А.Е. Марков, О.Э. Черней и Е.Е. Марков (53) 622.234.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1036927, кл. Е 21 С 45/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР, f4 1002587, кл. Е 21 С 45/00, 1981. (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ

ИСКОПАЕМЫХ ИЗ МОЩНЫХ ПОДЗЕМНЫХ ФОРМАЦИЙ ЧЕРЕЗ СКВАЖИНЫ И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

„„5U ÄÄ 1710759 А1 (57) Изобретение относится к разведке и разработке песчано-глинистых месторождений, Цель изобретения — снижение потерь полезного ископаемого в выемочной камере эа счет дезинтеграции некондиционных пусков отбитого полезного ископаемого. Устройство представляет собой гидродобычный агрегат 1, армированный тонкостенными полиэтиленовыми трубами

2. Внешняя поверхность труб 2 выполнена в виде гибких элементов 3 и 4. Тонкостенные трубы 2 установлены соосно с гидродобычным агрегатом 1 с возможност ю совместного вращения и возвратно-поступательного движения. При реализации способа пласт полезного ископаемого вскрывают центральной и фланговыми скважинами с перебуром в подстилающие

3 3

1710759

| породы, В основании выемочной камеры проходят компенсационную камеру 11. Размыв полезного ископаемого ведут сверху вниз. Образовавшаяся пульпа с некондиционными кусками полезного ископаемого перепускается по центральной скважине в

Изобретение относится к геотехнологическим методам добычи твердых полезных ископаемых и может быть использовано при разработке мощных месторождений через скважин ы.

Известен способ геотехнологического извлечения материалов из мощных подземных формаций, включающий вскрытие формации эксплуатационной и вспомогательной скважинами, разрушение пород блока в пределах интервала извлечения, маганизирование пород и их последующую дезинтеграцию.

Недостатком способа являются значительные потери полезного ископаемого вследствие низкой дезинтеграции замаганизированных пород.

Наиболее близким по технической сущности и конструктивному оформлению предлагаемого изобретения является способ разработки месторождений полезных ископаемых, включающий вскрытие подземной формации центральной и фланговыми скважинами, формирование выемочной 25 камеры гидравлическим разрушением полезного ископаемого, выдачу гидросмеси на поверхность через центральную скважину.

Недостатком известного способа является низкая его эффективность по причине 30 высоких потерь полезного искрпаемого.

Известно устройство для извлечения материалов из подземных формаций через скважины, включающее напорную внешнюю колонну с телескопически выдвижной 35 концевой частью, гидромониторную насадку, установленную в пределах концевой части и сообщенную с ней, гидроэлеватор, пульповыдачную колонну, расположенную в напорной и жестко связанную с ее конце- 40 вой,частью.

Недостатком устройства является невозможность, в силу его конструктивных особенностей, достичь в требуемой степени дезинтеграции. 45

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для скважинной гидродобычи, включающее гидродобычный агрегат для гидравлического компенсационную камеру. При этом некондиционные куски дезинтегрируются гибкими элементами, Крупные куски породы, не содержащие полезного ископаемого, маганизируются в компенсационной камере. 2 с. и 2 з.п.ф-лы, 4 ил. разрушения полезного ископаемого и выдачи образовавшейся пульпы на поверхность.

Недостатком устройства являются значительные потери полезных компонентов на днищах выемочных камер в процессе дезинтеграции полезного ископаемого.

Цель изобретения — снижение потерь полезного ископаемого в выемочной камере за счет дезинтеграции некондиционных кусков отбитого полезного ископаемого, На фиг.1 и 2 представлено устройство для осуществления способа извлечения полезных ископаемых из мощных подземных формаций через скважины; на фиг,3 и 4— схема предлагаемого способа.

Устройство состоит из гидродобычного агрегата 1, тонкостенных полиэтиленовых труб 2, гибких полиэтиленовых элементов 3 постоянной длины в пределах высоты выемочной камеры и гибких полиэтиленовых элементов 4 переменной длины в пределах высоты компенсационной выработки.

Тонкостенные полиэтиленовые трубы 2 установлены соосно с гидродобычным агрегатом 1 с возможностью свободного вращения и возвратно-поступательного движения без проскальзывания. Кроме того, незначительная масса полиэтиленовых труб и их рациональная длина, исходя из конструктивных особенностей наземного комплекса, позволяют оперативно производить монтажно-демонтажные и спуско-подъемные операции, Гибкие полиэтиленовые элементы 3 и 4, обладая упругостью и отсутствием остаточной деформации, не требуя приложения дополнительной нагрузки при спуске в центральную эксплуатационную скважину и извлечения из нее гидродобычного агрегата, Способ осуществляют следующим образом.

Через налегающие породы 5 полезное ископаемое 6 проходит центральную 7 и фланговые 8 скважины с перебуром в подстилающие породы 9. Количество фланговых скважин 8 устанавливают, исходя из рациональной формы выемочной камеры

10. Скважины 7 оборудуют гидродобычным агрегатом 1, армированным тонкостенными

1710759

20

50 полиэтиленовыми трубами 2 и гибкими полиэтиленовыми элементами 3 и 4. В интервале высоты выемочной камеры 10 гибкие полиэтиленовые элементы 3 располагают горизонтально, при этом диаметр устройства равен диаметру центральной эксплуатационной скважины 7. В интервале высоты компенсационной выработки 11 гибкие полиэтиленовые элементы 4 располагают roризонтально с увеличением их длины к днищу компенсационной выработки 11. Такое расположение элементов 4 целесообразно применять при разработке песчано-глинистых месторождений, к подстилающим породам которых не приурочен полезный компонент. Расположение элементов 4 наклонно к поверхности днища компенсационной выработки 11 целесообразно применять при разработке россыпных месторождений, в которых к трещинам

12 подстилающих пород 9 приурочен полезный компонент, а также при сложном микрорельефе подстилающих пород, где возможна миграция полезного. компонента при дезинтеграции замаганизированного полезного ископаемого. Фланговые скважины 8 оборудуют добычными гидромониторами 13.

Добычу полезного ископаемого начинают с проходки в основании выемочной камеры 10 гидродобычным агрегатом 1 и добычными гидромониторами 13 компенсационной выработки 11. После чего добычные гидромониторы 13 устанавливаются на контакте кровли полезного ископаемого 6 с налегающими породами 5. До момента сбойки фланговых 8 скважин с центральной

7, образовавшаяся в результате гидравлического разрушения полезного ископаемого 6, пульпа по скважинам 7 поступает в компенсационную выработку 11 и гидродобычным агрегатом 1 выдается на поверхность, После сбойки скважин гидравлическое разрушение полезного ископаемого производят по схеме попутного забоя с частичным выходом некондиционных кусков для гидроэлеваторных или эрлифтных систем, применяемых в гидродобычных агрегатах.

Пульпа с включением некондиционных кусков поступает в кольцовое пространство, образованное между тонкостенными полиэтиленовыми трубами 2 и стенкой центральной скважины 7. Мелкая фракция пульпы в виде падающего потока через зазоры гибких элементов 3 и 4 поступает в приемную камеру гидродобычного агрегата 1 и выдается на поверхность. Некондиционные куски полезного ископаемого захватываются гибкими элементами 3 и при вращении агрегата 1 происходит их частичная дезинтеграция за счет механогидравлического разрушения. Затем некондиционные куски 14, попадая на гибкие элементы 4, отбрасываются к периферии компенсационной выработки 11 и маганизируются. При этом баланс рабочего агента на размыв полезного ископаемого добычными гидромониторами 13 и выдачу пульпы гидродобычным агрегатом 1 устанавливается из расчета полного затопления компенсационные выработки 11. Замаганизированные некондиционные куски 14 полезного ископаемого, находясь под гидростатическим давлением рабочего агента, а также при непосредственном механическом контакте с гибкими элементами 4, дезинтегрируются и в виде . пульпы выдаются на поверхность. Кроме того, элементы 4 при вращении производят зачистку днища компенсационной выработки 11, При разработке россыпных месторождений с включением крупнообломочных пород, к которым не приурочен полезный компонент, а также со сложноструктурным микрорельефом подстилающих пород 9 и наличием в них трещин 12, к которым приурочен полезный компонент, гибкие элементы 14 устанавливаются наклонно к днищу компенсационной выработки. Такая установка гибких элементов позволяетскладировать в компенсационной выработке крупнообломочные породы без подъема их на поверхность, а также производить зачистку днища компенсационной выработки и извлечения полезного компонента из трещин 12 подстилающих пород, при этом искусственного затопления выемочной камеры не требуется.

Предложенный способ извлечения полезных ископаемых из мощных подземных формаций через скважины и устройство для его осуществления позволяет вовлечь в эксплуатацию песчано-глинистые россыпные и осадочные месторождения, а также алмазоносные трубки, сложенными ксенотуфобрекчиями, отработка которых традиционными способами неэкономична.

Формула изобретения

1.Способ извлечения полезных ископаемых из мощных подземных формаций через скважины, включающий вскрытие продуктивного горизонта центральной и периферийными скважинами, установку в них гидродобычного оборудования, сбойку между скважинами с образованием компенсационной выработки в пределах выемочной камеры и поддержание ее в затопленном состоянии, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь полезного ископаемого, в выемочной камере за счет дезинтеграции некондиционных кусков отбитого

1710759

8 полезного ископаемого, компенсационную выработку проходят в основании продук-тивного горизонта, размыв полезного ископаемого ведут сверху вниз, образующуюся пульпу перепускают через центральную скважину в компенсационную камеру, причем в процессе перепускания дезинтегрируют куски отбитого полезного ископаемого, а крупнообломочные обломки, не содержащие полезного компонента, маганизируют в компенсационной выработке без извлечения из выемочной камеры.

2.Устройство для извлечения полезных .ископаемых из мощных подземных формаций через скважины, включающее гидродобычный агрегат для гидравлического разрушения полезного ископаемого и выдачи образовавшейся пульпы на поверхность, отличающееся тем,что,сцелью снижения потерь полезного ископаемого в выемочной камере за счет дезинтеграции некондиционных кусков отбитого полезного ископаемого, гидродобычный агрегат в пределах высоты выемочной камеры армирован тонкостенными полиэтиленовыми трубами, установленными соосно с возможностью совместного с гидродобычным агрегатом вращения и возвратно-посту5 пательного движения, при этом рабочая поверхность тонкостенных полиэтиленовых труб снабжена гибкими полиэтиленовыми элементами.

З,Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е е10 с я тем, что в интервале высоты компенсационной выработки тонкостенные полиэтиленовые трубы снабжены гибкими полиэтиленовыми элементами переменной длины, расположенными горизонтально или

15 наклонно к поверхности днища компенсационной выработки в зависимости от горно-геологических характеристик полезного ископаемого и вмещающих пород.

4.Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е е20 с я тем, что в интервале высоты выемочной камеры гибкие полиэтиленовые элементы расположены горизонтально, при этом диаметр устройства равен диаметру бурения центральной скважины, 25

1710759

Составитель

Техред М.Моргентал

Корректор А,Осауленко

Редактор Г.Гербер

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 321 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям ul открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб;, 4/5